2020-2021学年广东省肇庆市高三(上)第一次统测化学试卷(一模) ((含答案)
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一、选择题,本题共包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1.(2分)消毒剂是医疗、卫生中不可或缺的药剂,下列消毒剂的消毒原理与氧化还原无关的是( )
A.医用酒精 B.高锰酸钾 C.双氧水 D.84消毒液
2.(2分)合金材料的制造与使用在我国已有数千年历史,下列文物不是由合金制作的是( )
A.越王勾践剑 B.司母戊鼎 C.秦兵马俑 D.马踏飞燕
3.(2分)化学与生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.纯棉衬衣属于合成纤维制品
B.酿酒过程中,葡萄糖水解得到酒精
C.疫苗未冷储而失效可能与蛋白质变性有关
D.米饭中富含淀粉,与纤维素组成相同,二者互为同分异构体
4.(2分)下列实验方案可行的是( )
A.用分液法除去乙酸中的乙醇
B.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液
C.用NaOH除去K2SO4中的MgSO4
D.用重结晶法除去KNO3中混有的少量NaCl
5.(2分)下列指定反应的离子方程式书写正确的是( )
A.Na和水反应:2Na+2H2O═2Na++2OH﹣+H2↑
B.将氯气通入水中:Cl2+H2O⇌2H++ClO﹣+Cl﹣
C.向碳酸氢钙溶液中加入过量烧碱溶液:Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2O
D.铜与浓硝酸反应:3Cu+2NO3﹣+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
6.(2分)水杨酸()是一种脂溶性的有机酸,可用于阿司匹林等药物的制备。下列关于水杨酸的说法错误的是( )
A.其化学式为C7H6O3
B.能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C.1mol水杨酸能与4mol氢气发生加成反应
D.苯环上的一氯代物有4种
7.(2分)用下列装置进行实验,操作正确且能达到实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
装置
目的
用苯萃取碘水中的碘
粗铜精炼
实验室制备氨气
实验室收集NO气体
A.A B.B C.C D.D
8.(2分)在给定条件下,下列物质间的转化均能实现的是( )
A.HClO(aq)Cl2(g)FeCl3(aq)
B.Fe2O3(s)Fe(s)Fe3O4(s)
C.NH3(g)N2(g)NO2(g)
D.SO2(s)CaSO3(s)CaSO4(s)
9.(2分)下列物质的性质与用途说法均正确,且有因果关系的是( )
选项
性质
用途
A
Al与浓硫酸不反应
用铝槽盛放浓硫酸
B
SiO2具有导电性
用SiO2制作光导纤维
C
NH4HCO3受热易分解
用NH4HCO3作氮肥
D
Na2O2与CO2反应生成O2
用Na2O2作防毒面具供氧剂
A.A B.B C.C D.D
10.(2分)下列关于海水资源综合利用的说法正确的是( )
A.海水晒盐的原理是蒸馏
B.只经过物理变化就可以从海水中得到溴单质
C.从海水中可以提取NaCl,电解NaCl溶液可制备金属Na
D.利用海水、铝、空气发电是将化学能转化为电能
二、选择题,本题共包括6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
11.(4分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.3g金属钠与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2混合物,转移的电子数目为0.1NA
B.1.6g O2和O3混合气体中所含的分子数目为0.1NA
C.1L 0.1mol•L﹣1CuCl2溶液中Cu2+的数目为0.1NA
D.标准状况下,11.2L SO3完全溶于水后配成的稀溶液中所含SO42﹣的数目为0.5NA
12.(4分)二氧化碳甲烷化对缓解能源危机意义重大,二氧化碳在催化剂的作用下与氢气作用制备甲烷的反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ni和La2O3是该反应的催化剂
B.H2→2H•的过程为放热过程
C.催化剂不能改变该反应的总体热效应
D.该反应的总反应方程式为4H2+CO2CH4+2H2O
13.(4分)下列实验的现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
过量铁粉加入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液
溶液颜色无明显变化
稀硝酸将铁直接氧化成Fe2+
B
向KI溶液中滴入少量新制氯水和四氯化碳,振荡、静置
溶液分层,下层呈紫红色
I﹣的还原性强于Cl﹣
C
向紫色石蕊试液中通入SO2
溶液分先变红后褪色
SO2具有酸性和漂白性
D
向0.01mol/L KMnO4溶液中滴加足量0.1mol/L H2O2溶液
KMnO4溶液褪色
H2O2具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
14.(4分)某非水相可充电电池工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.充电时,a接直流电源的负极
B.图中的离子交换膜为阳离子交换膜
C.放电时,正极的电极反应式为Br3﹣+2e﹣═3Br﹣
D.放电过程中负极区Mg2+浓度逐渐增大
15.(4分)侯德榜(如图)是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,其工业流程如图。下列说法错误的是( )
A.该工艺流程中没有发生氧化还原反应
B.应该向“饱和食盐水”中先通入过量CO2,再通入NH3
C.向滤液中通入NH3,可减少溶液中的HCO3﹣,有利于NH4Cl析出
D.最终所得“母液”可循环利用
16.(4分)向100mL某浓度的NaOH溶液中通入一定量CO2后,再向所得溶液中逐滴滴加0.1mol•L﹣1的盐酸,滴加过程中生成气体的体积(标准状况下测得)与滴加盐酸的体积关系如图。下列说法错误的是( )
A.滴加盐酸前的溶液中所含溶质为NaHCO3和Na2CO3
B.V1=179.2
C.原NaOH溶液浓度为0.2mol•L﹣1
D.X→Y过程中发生反应的离子方程式为H++HCO3﹣═CO2↑+H2O
三、非选择题:共56分。(一)必考题,本题共3小题,共42分。
17.(14分)从“铁器时代”开始,铁单质及其化合物一直备受青睐。
Ⅰ.古代铁质文物的腐蚀研究
(1)古代兵器中铜质部件修饰铁质兵刃反倒使兵刃更易生锈,其主要原因为 。
(2)已知:ⅰ.铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀,表面生成疏松的FeOOH;
ⅱ.铁质文物在干燥的土壤中表面会生成致密的Fe2O3,过程如下:FeFeOFe3O4Fe2O3
①写出ⅰ中O2参与的电极反应式为 。
②若ⅱ中每一步反应转化的铁元素质量相等,则三步反应中电子转移数之比为 。
Ⅱ.铁的冶炼
(3)工业上采用高炉炼铁法冶炼铁单质,其反应的热化学方程式为:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H
已知:
①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1═+489.0kJ•mol﹣1,
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2═+172.5kJ•mol﹣1,
则△H═ 。
Ⅲ.现代对含铁化合物的应用
(4)电子工业中常常用FeCl3溶液为“腐蚀液”与覆铜板反应用于制备印刷电路板,其反应的离子方程式为 。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可用作水处理剂和高容量电池材料。
①将FeCl3加入KClO与KOH的混合液中可以制得K2FeO4溶液,其反应的离子方程式为 。
②已知K2FeO4﹣Zn碱性锌电池的电池反应为:2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。写出其正极反应式 。
18.(14分)三光气()广泛应用于有机合成和医药领域,易溶于有机溶剂,难溶于水,遇热水易分解,其制备原理为。
某兴趣小组在实验室模拟三光气的制备,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)氯气的发生装置可选用如图中的 (填“A”、“B”或“C”),反应的离子方程式为 。
(3)如图装置依次连接的合理顺序为a→ →h(按气流方向用小写字母连接,装置可以重复使用)。
(4)装置F中CCl4的作用为 。
(5)反应结束后,从装置F中分离出三光气的实验操作为 。
(6)为监控NaOH溶液吸收尾气的情况,该兴趣小组在烧杯中事先滴加了几滴酚酞,反应一段时间后观察到溶液红色褪去。同学们对产生此现象的原因展开猜想,其中甲同学认为是反应产生的HCl与NaOH溶液发生中和反应使溶液碱性减弱,导致褪色;乙同学认为是多余的Cl2与NaOH溶液反应生成具有漂白作用的 (填化学式)使得溶液褪色。请你设计实验,探究乙同学的猜想是否正确 。(简述实验操作、现象及结论)
19.(14分)我市某企业对高砷高锡铅阳极泥进行脱砷处理,分离出锡铅废渣的同时制备了砷酸钠晶体(Na3AsO4•12H2O)。其工艺流程如下:
已知:ⅰ.砷在高砷高锡铅阳极泥中以单质形式存在;
ⅱ.砷酸钠晶体有毒性;
ⅲ.“浸出液”呈碱性,其主要成分为Na3AsO4和NaAsO2。
请回答下列问题:
(1)储存砷酸钠晶体时应张贴的危险品标志为 。(填选项字母)
(2)焙烧前需要将阳极泥与碳酸钠固体充分混合,其目的是 。
(3)用控制变量法探究焙烧温度和焙烧时间对砷的浸出率影响如图,则应选择的最佳焙烧温度和时间分别为 。
(4)“焙烧”时生成Na3AsO4的化学方程式为 。
(5)“氧化”过程中若使用H2O2作氧化剂,则发生反应的离子方程式为 。
(6)“一系列操作”具体为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(7)若m1kg的阳极泥(砷百分含量为ω)经过上述工艺流程最后制得m2kgNa3AsO4•12H2O晶体,则砷酸钠晶体的产率为 %。(用含有m1、m2的式子表示,产率═)
(二)选考题:共14分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。【选修3:物质结构与性质】(14分)
20.(14分)最新发现用聚乙二醇双丙烯酸酯纯化钙钛矿薄膜表面缺陷,能改善钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。
(1)已知乙二醇的结构简式为HOCH2CH2OH。
①乙二醇中三种元素电负性由强到弱的顺序为 。
②乙二醇能以任意比溶于水的微观原因为 。
③乙二醇中碳原子和氧原子的杂化类型分别为 、 。
(2)基态钛原子核外电子排布式为 ;同周期与其未成对电子数相等的基态原子还有 种。
(3)立方钙钛矿的晶胞结构如图。
①该晶胞的化学式为 ;晶胞中Ca的配位数为 。
②晶胞中部分原子坐标为W(0,0,0),M(,,),N(,0,0),则X点的坐标为 。
③若晶胞参数为apm,则该晶胞的密度为 g•cm﹣3。(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出代数式)
21.苯丙酸乙酯H()是一种重要的化工产品,常用作医药中间体,实验室制备苯丙酸乙酯的合成路线如下:
已知:RClRCNRCOOH(R表示羟基)
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ;B的结构简式为 。
(2)反应②的反应类型为 。
(3)反应④需要的试剂及条件分别为 。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)写出一种同时满足下列条件的D的同分异构体 。
ⅰ.苯环上含3个取代基;
ⅱ.既能发生银镜反应,又能发生水解反应;
ⅲ.核磁共振氢谱有4个吸收峰,峰面积之比为6:2:1:1。
(6)参照上述合成路线及信息写出以乙烯为原料制备丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)的合成路线: 。(无机试剂任选)
2020-2021学年广东省肇庆市高三(上)第一次统测化学试卷(一模)
参考答案与试题解析
一、选择题,本题共包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1.(2分)消毒剂是医疗、卫生中不可或缺的药剂,下列消毒剂的消毒原理与氧化还原无关的是( )
A.医用酒精 B.高锰酸钾 C.双氧水 D.84消毒液
【分析】具有强氧化性的物质能杀菌消毒,利用的是其氧化性,与氧化还原反应有关,据此分析。
【解答】解:A.酒精的分子具有很大的渗透能力,它能穿过细菌表面的膜,进入细菌的内部,使细菌中的蛋白质分子结构发生改变,使蛋白质发生变性,与氧化还原无关,故A选;
B.高锰酸钾溶液具有强氧化性,其消毒原理与氧化还原有关,故B不选;
C.双氧水具有强氧化性,消毒原理与氧化还原有关,故C不选;
D.84消毒液具有强氧化性,消毒原理与氧化还原有关,故D不选;
故选:A。
【点评】本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化、常见的氧化还原反应实例为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
2.(2分)合金材料的制造与使用在我国已有数千年历史,下列文物不是由合金制作的是( )
A.越王勾践剑 B.司母戊鼎 C.秦兵马俑 D.马踏飞燕
【分析】越王勾践剑、司母戊鼎、马踏飞燕均为青铜制品,秦兵马俑为陶俑,据此分析。
【解答】解:越王勾践剑、司母戊鼎、马踏飞燕均为青铜制品,是由合金制作的,秦兵马俑为陶俑,属于硅酸盐材料,故C选,
故选:C。
【点评】本题考查了材料的分类,题目难度不大,明确常见组成材料、合金、硅酸盐材料为解答关键,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
3.(2分)化学与生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.纯棉衬衣属于合成纤维制品
B.酿酒过程中,葡萄糖水解得到酒精
C.疫苗未冷储而失效可能与蛋白质变性有关
D.米饭中富含淀粉,与纤维素组成相同,二者互为同分异构体
【分析】A.棉花的主要成分是天然纤维;
B.葡萄糖是单糖,不能水解,葡萄糖分解生成乙醇和二氧化碳;
C.温度过高会使蛋白质变性死亡;
D.分子式相同、结构不同的物质互为同分异构体。
【解答】解:A.纯棉衬衣属于天然纤维制品,棉花是自然界中自然形成的纤维,不是合成纤维,故A错误;
B.葡萄糖不能水解,酿酒过程中,葡萄糖生成酒精是分解反应,不是水解反应,故B错误;
C.温度过高会使蛋白质变性死亡,所以疫苗应该冷储,故C正确;
D.淀粉与纤维素均为高分子,分子式均为(C6H10O5)n,但分子式中的n值不同,二者不是同分异构体,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学与生活的关系,题目难度不大,要求学生能够用化学知识解释化学现象,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。
4.(2分)下列实验方案可行的是( )
A.用分液法除去乙酸中的乙醇
B.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液
C.用NaOH除去K2SO4中的MgSO4
D.用重结晶法除去KNO3中混有的少量NaCl
【分析】A.乙酸与乙醇互溶;
B.二者均与氯化钡反应生成白色沉淀;
C.NaOH与MgSO4生成沉淀和硫酸钠;
D.二者溶解度受温度影响不同。
【解答】解:A.乙酸与乙醇互溶,不能用分液法分离,故A错误;
B.二者均与氯化钡反应生成白色沉淀,现象相同不能鉴别,故B错误;
C.NaOH与MgSO4生成沉淀和硫酸钠,引入新杂质,不能除杂,故C错误;
D.二者溶解度受温度影响不同,可重结晶法除去KNO3中混有的少量NaCl,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯、物质的鉴别、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
5.(2分)下列指定反应的离子方程式书写正确的是( )
A.Na和水反应:2Na+2H2O═2Na++2OH﹣+H2↑
B.将氯气通入水中:Cl2+H2O⇌2H++ClO﹣+Cl﹣
C.向碳酸氢钙溶液中加入过量烧碱溶液:Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2O
D.铜与浓硝酸反应:3Cu+2NO3﹣+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
【分析】A.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气;
B.次氯酸为弱酸,不能拆开;
C.氢氧化钠过量,反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水;
D.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体。
【解答】解:A.Na和水反应的离子方程式为:2Na+2H2O═2Na++2OH﹣+H2↑,故A正确;
B.氯气与水反应的离子方程式为:Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO,故B错误;
C.向碳酸氢钙溶液中加入过量烧碱溶液,离子方程式为:Ca2++2HCO3﹣+2OH﹣═CaCO3↓+CO32﹣+2H2O,故C错误;
D.铜与浓硝酸反应的离子方程式为:Cu+2NO3﹣+4H+═Cu2++2NO2↑+2H2O,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查离子方程式的判断,为高考的高频题,题目难度不大,注意掌握离子方程式的书写原则,明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合原化学方程式等。
6.(2分)水杨酸()是一种脂溶性的有机酸,可用于阿司匹林等药物的制备。下列关于水杨酸的说法错误的是( )
A.其化学式为C7H6O3
B.能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C.1mol水杨酸能与4mol氢气发生加成反应
D.苯环上的一氯代物有4种
【分析】A.由结构可知,水杨酸分子含有7个C原子、6个H原子、3个O原子;
B.水杨酸中含羧基,羧基的酸性比碳酸的强;
C.苯环能与氢气发生加成反应,而羧基不能;
D.水杨酸苯环上有4种化学环境不同的氢。
【解答】解:A.由结构可知,水杨酸分子含有7个C原子、6个H原子、3个O原子,水杨酸的化学式为C7H6O3,故A正确;
B.水杨酸中含羧基,能与NaHCO3溶液反应生成CO2,故B正确;
C.羧基不能加成氢气,苯环能与氢气发生加成反应,所以1mol水杨酸只能与3mol氢气发生加成反应,故C错误;
D.水杨酸苯环上有4种化学环境不同的氢,水杨酸苯环上的一氯代物有4种,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,关键是掌握官能团的性质,注意酚羟基、羧基与碳酸酸性相对强弱。
7.(2分)用下列装置进行实验,操作正确且能达到实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
装置
目的
用苯萃取碘水中的碘
粗铜精炼
实验室制备氨气
实验室收集NO气体
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.分液漏斗下端应紧贴烧杯壁;
B.粗铜精炼时,精铜作阴极;
C.加热固体时试管口应朝下倾斜;
D.NO不溶于水。
【解答】解:A.分液漏斗下端应紧贴烧杯壁,防止液滴飞溅,故A错误;
B.粗铜精炼时,精铜作阴极,图中与电源连接不合理,故B错误;
C.加热固体时试管口应朝下倾斜,可防止生成水倒流使试管炸裂,故C错误;
D.NO不溶于水可以用排水法收集,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯、物质的制备、实验操作、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
8.(2分)在给定条件下,下列物质间的转化均能实现的是( )
A.HClO(aq)Cl2(g)FeCl3(aq)
B.Fe2O3(s)Fe(s)Fe3O4(s)
C.NH3(g)N2(g)NO2(g)
D.SO2(s)CaSO3(s)CaSO4(s)
【分析】A.次氯酸分解生成氧气和氯化氢;
B.氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气;
C.氨气催化氧化生成一氧化氮;
D.二氧化硫与氯化钙溶液不反应。
【解答】解:A.次氯酸分解生成氧气和氯化氢,所以HClO(aq)Cl2(g)不能实现,故A不选;
B.氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,所以Fe2O3(s)Fe(s)Fe3O4(s)可以实现,故B选;
C.氨气催化氧化生成一氧化氮,所以NH3(g)N2(g)不能实现,故C不选;
D.二氧化硫与氯化钙溶液不反应,所以SO2(s)CaSO3(s)不能实现,故D不选。
故选:B。
【点评】本题考查化合物的性质,题目难度不大,熟练掌握物质的性质,是解决此类问题的关键,正确运用物质分类及反应规律则是解决此类问题的有效方法。
9.(2分)下列物质的性质与用途说法均正确,且有因果关系的是( )
选项
性质
用途
A
Al与浓硫酸不反应
用铝槽盛放浓硫酸
B
SiO2具有导电性
用SiO2制作光导纤维
C
NH4HCO3受热易分解
用NH4HCO3作氮肥
D
Na2O2与CO2反应生成O2
用Na2O2作防毒面具供氧剂
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.Al在浓硫酸中发生钝化,是浓硫酸强氧化性的重要体现;
B.SiO2制作光导纤维是因为其具有导光性;
C.N、P、K元素是植物生长必需的营养元素,NH4HCO3含N元素;
D.Na2O2能与H2O、CO2反应生成O2。
【解答】解:A.浓硫酸具有强氧化性,常温下浓硫酸能使铝发生钝化反应,在铝制品表面致密保护膜,阻止反应继续发生,故A错误;
B.SiO2对光有全反射功能,表现出良好的导光性,可用于制作光导纤维,二氧化硅没有导电性,故B错误;
C.NH4HCO3用作氮肥是因为其含有氮元素,并且氮是植物生长必需的营养元素,与NH4HCO3受热易分解无关,故C错误;
D.Na2O2能与CO2反应生成O2,所以Na2O2可用作防毒面具供氧剂,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查物质的性质及用途,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、性质与用途的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学与生活的联系,题目难度不大。
10.(2分)下列关于海水资源综合利用的说法正确的是( )
A.海水晒盐的原理是蒸馏
B.只经过物理变化就可以从海水中得到溴单质
C.从海水中可以提取NaCl,电解NaCl溶液可制备金属Na
D.利用海水、铝、空气发电是将化学能转化为电能
【分析】A.海水晒盐为蒸发原理;
B.海水中溴以离子存在;
C.电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气;
D.利用海水、铝、空气发电,为原电池原理。
【解答】解:A.海水晒盐的原理是蒸发,蒸馏分离液态混合物,故A错误;
B.只通过物理变化无法提取海水中的溴单质,需氧化剂氧化溴离子,故B错误;
C.制备金属Na需要电解熔融NaCl,故C错误;
D.利用海水、铝、空气发电为原电池原理,可将化学能转化为电能,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查海水资源的应用,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意金属冶炼的方法及能量转化途径,题目难度不大。
二、选择题,本题共包括6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
11.(4分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.3g金属钠与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2混合物,转移的电子数目为0.1NA
B.1.6g O2和O3混合气体中所含的分子数目为0.1NA
C.1L 0.1mol•L﹣1CuCl2溶液中Cu2+的数目为0.1NA
D.标准状况下,11.2L SO3完全溶于水后配成的稀溶液中所含SO42﹣的数目为0.5NA
【分析】A.钠与氧气无论生成氧化钠还是过氧化钠,钠都变为+1价;
B.氧气与臭氧摩尔质量不同;
C.铜离子为弱碱阳离子,水溶液中部分水解;
D.气体摩尔体积使用对象为气体。
【解答】解:A.2.3g金属钠物质的量为=0.1mol,与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2混合物,转移的电子数目为0.1NA,故A正确;
B.氧气与臭氧摩尔质量不同,只知道混合气体总质量,无法计算氧气和臭氧物质的量,无法计算含有分子数目,故B错误;
C.铜离子为弱碱阳离子,水溶液中部分水解,所以1L 0.1mol•L﹣1CuCl2溶液中Cu2+的数目小于0.1NA,故C错误;
D.标况下三氧化硫不是气体,不能使用气体摩尔体积,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构、微粒数关系是解题关键,题目难度不大。
12.(4分)二氧化碳甲烷化对缓解能源危机意义重大,二氧化碳在催化剂的作用下与氢气作用制备甲烷的反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ni和La2O3是该反应的催化剂
B.H2→2H•的过程为放热过程
C.催化剂不能改变该反应的总体热效应
D.该反应的总反应方程式为4H2+CO2CH4+2H2O
【分析】A.参与反应过程,改变化学反应速率,本身质量和化学性质保持不变的物质为反应的催化剂;
B.化学键断裂的过程吸收能量;
C.催化剂降低反应活化能,改变反应速率,不改变反应热;
D.分析过程可知反应为氢气和二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲烷和水的过程。
【解答】解:A.由图可知该循环中Ni和La2O3是该反应的催化剂,故A正确;
B.H2→2H•为断键的过程,该过程为吸热过程,故B错误;
C.催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变该反应的总体热效应,故C正确;
D.该反应的总反应方程式为4H2+CO2CH4+2H2O,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了化学反应的历程分析判断、催化剂作用、反应焓变的影响因素等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度不大。
13.(4分)下列实验的现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
过量铁粉加入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液
溶液颜色无明显变化
稀硝酸将铁直接氧化成Fe2+
B
向KI溶液中滴入少量新制氯水和四氯化碳,振荡、静置
溶液分层,下层呈紫红色
I﹣的还原性强于Cl﹣
C
向紫色石蕊试液中通入SO2
溶液分先变红后褪色
SO2具有酸性和漂白性
D
向0.01mol/L KMnO4溶液中滴加足量0.1mol/L H2O2溶液
KMnO4溶液褪色
H2O2具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.过量铁粉加入到一定量的稀硝酸中,生成硝酸亚铁;
B.氯水与KI反应生成碘,碘易溶于四氯化碳;
C.二氧化硫为酸性氧化物;
D.高锰酸钾可氧化过氧化氢。
【解答】解:A.过量铁粉加入到一定量的稀硝酸中,生成硝酸亚铁,分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液无现象,因过量Fe把铁离子还原为亚铁离子,故A错误;
B.氯水与KI反应生成碘,碘易溶于四氯化碳,由操作和现象可知I﹣的还原性强于Cl﹣,故B正确;
C.二氧化硫为酸性氧化物,可使紫色石蕊溶液变红,故C错误;
D.高锰酸钾可氧化过氧化氢,溶液褪色,可知过氧化氢具有还原性,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
14.(4分)某非水相可充电电池工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.充电时,a接直流电源的负极
B.图中的离子交换膜为阳离子交换膜
C.放电时,正极的电极反应式为Br3﹣+2e﹣═3Br﹣
D.放电过程中负极区Mg2+浓度逐渐增大
【分析】该电池放电时,金属Mg为负极,发生失电子的氧化反应,C为正极,正极的电极反应式为Br3﹣+2e﹣═3Br﹣,放电过程中阳离子通过交换膜移向正极C,则离子交换膜为阳离子交换膜;充电时为电解池,电源的正极连接原电池的正极,电源的负极连接原电池的负极,据此分析解答。
【解答】解:A.原电池中Mg为负极,C为正极,电源的正极连接原电池的正极,电源的负极连接原电池的负极,即充电时,a接直流电源的负极Mg,故A正确;
B.由图可知,交换膜允许Mg2+通过,则交换膜为阳离子交换膜,该B正确;
C.放电时,Br3﹣在正极C上发生得电子的还原反应生成Br﹣,正极反应为Br3﹣+2e﹣═3Br﹣,故C正确;
D.放电过程中负极区每生成1molMg2+,就会有1molMg2+通过阳离子交换膜移向正极,所以正极区Mg2+浓度逐渐增大,负极区Mg2+浓度保持不变,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查了原电池原理和电解池原理,涉及电极判断、电极反应式书写、放电时阴阳离子移动方向等相关知识,侧重于基础知识和灵活运用能力的考查,注意原理分析,题目难度不大。
15.(4分)侯德榜(如图)是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,其工业流程如图。下列说法错误的是( )
A.该工艺流程中没有发生氧化还原反应
B.应该向“饱和食盐水”中先通入过量CO2,再通入NH3
C.向滤液中通入NH3,可减少溶液中的HCO3﹣,有利于NH4Cl析出
D.最终所得“母液”可循环利用
【分析】联合制碱法是向饱和氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳发生反应得到碳酸氢钠晶体和氯化铵,过滤得到滤渣碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,滤液中加入氯化钠降温结晶析出氯化铵晶体,过滤得到氯化铵晶体,据此分析判断。
【解答】解:A.反应过程含两个反应,NaCl+NH3+H2O+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,该工艺流程中没有发生氧化还原反应,故A正确;
B.氨气易溶于水,氨气先通入NaCl饱和溶液中,然后再通入二氧化碳,溶解度小的先析出,向“饱和食盐水”中先通入NH3,再通入过量CO2,故B错误;
C.向氯化铵溶液中通入氨气,可以增大NH4+的浓度,向滤液中通入NH3,可减少溶液中的HCO3﹣,有利于NH4Cl析出,故C正确;
D.最终所得“母液”中含氯化钠溶液可循环利用,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了侯氏制碱法的原理,涉及制备原理、实验注意事项等,题目难度中等,答题时要注意对实验原理的理解与应用,侧重于考查学生的分析能力和实验探究能力。
16.(4分)向100mL某浓度的NaOH溶液中通入一定量CO2后,再向所得溶液中逐滴滴加0.1mol•L﹣1的盐酸,滴加过程中生成气体的体积(标准状况下测得)与滴加盐酸的体积关系如图。下列说法错误的是( )
A.滴加盐酸前的溶液中所含溶质为NaHCO3和Na2CO3
B.V1=179.2
C.原NaOH溶液浓度为0.2mol•L﹣1
D.X→Y过程中发生反应的离子方程式为H++HCO3﹣═CO2↑+H2O
【分析】当生成CO2气体时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由图可知,生成CO2时发生的反应消耗HCl为80mL,若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na2CO3,由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知,将Na2CO3转化为NaHCO3应消耗HCl为80mL,而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为120mL,说明该阶段还发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,溶液中溶质为NaOH、Na2CO3,由此分析解答。
【解答】解:A.由分析可知,滴加盐酸前的溶液中所含溶质为NaOH和Na2CO3,故A错误;
B.生成CO2时发生的反应消耗HCl为80mL,则HCl的物质的量为0.08L×0.1mol•L﹣1=0.008mol,由方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,生成的二氧化碳为0.008mol,其体积为0.008mol×22.4L/mol=0.1792L=179.2mL,故B正确;
C.Y点时溶液为NaCl溶液,根据钠元素与氯元素守恒可得,n(NaOH)=n(HCl)=0.2L×0.1mol•L﹣1=0.02mol,则原NaOH溶液浓度为=0.2mol•L﹣1,C项正确;
D.X→Y过程中发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,反应的离子方程式为H++HCO3﹣═CO2↑+H2O,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查了有关方程式的计算,把握图象中各个阶段发生的反应、以及物质之间的关系是解答的关键,侧重考查学生分析能力、应用能力和计算能力,题目难度中等。
三、非选择题:共56分。(一)必考题,本题共3小题,共42分。
17.(14分)从“铁器时代”开始,铁单质及其化合物一直备受青睐。
Ⅰ.古代铁质文物的腐蚀研究
(1)古代兵器中铜质部件修饰铁质兵刃反倒使兵刃更易生锈,其主要原因为 铜与铁构成原电池加快了铁的腐蚀速度 。
(2)已知:ⅰ.铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀,表面生成疏松的FeOOH;
ⅱ.铁质文物在干燥的土壤中表面会生成致密的Fe2O3,过程如下:FeFeOFe3O4Fe2O3
①写出ⅰ中O2参与的电极反应式为 O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 。
②若ⅱ中每一步反应转化的铁元素质量相等,则三步反应中电子转移数之比为 6:2:1 。
Ⅱ.铁的冶炼
(3)工业上采用高炉炼铁法冶炼铁单质,其反应的热化学方程式为:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H
已知:
①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1═+489.0kJ•mol﹣1,
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2═+172.5kJ•mol﹣1,
则△H═ ﹣28.5kJ⋅mol﹣1 。
Ⅲ.现代对含铁化合物的应用
(4)电子工业中常常用FeCl3溶液为“腐蚀液”与覆铜板反应用于制备印刷电路板,其反应的离子方程式为 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可用作水处理剂和高容量电池材料。
①将FeCl3加入KClO与KOH的混合液中可以制得K2FeO4溶液,其反应的离子方程式为 2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O 。
②已知K2FeO4﹣Zn碱性锌电池的电池反应为:2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。写出其正极反应式 2FeO42﹣+6e﹣+5H2O=Fe2O3+10OH﹣ 。
【分析】Ⅰ.(1)铁质部分为铁碳合金,在潮湿的空气中发生电化学腐蚀;
(2)①O2得电子发生还原反应,生成的Fe(OH)2被O2氧化;
②铁质量相同,6Fe 6FeO 2Fe3O4 3Fe2O3,得出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ步转移的电子数;
Ⅱ.(3)①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1═+489.0kJ•mol﹣1,
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2═+172.5kJ•mol﹣1,
盖斯定律计算①﹣②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H;
(4)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁;
(5)①用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4,同时生成氯化钾与水,配平书写离子方程式;
②在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式依据高铁酸钾得到电子发生还原反应生成三氧化二铁写出,电荷守恒依据氢氧根离子配平。
【解答】解:Ⅰ.(1)古代兵器中铜质部件修饰铁质兵刃反倒使兵刃更易生锈,主要原因为铜与铁构成原电池加快了铁的腐蚀速度,
故答案为:铜与铁构成原电池加快了铁的腐蚀速度;
(2)①O2得电子发生还原反应,电极反应为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,
故答案为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣;
②Fe FeO Fe3O4Fe2O3;因为铁质量相同,6Fe 6FeO 2Fe3O43Fe2O3;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ步转移的电子数分别为:12,4,2;所以最简比为6:2:1,
故答案为:6:2:1;
Ⅱ.(3)①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1═+489.0kJ•mol﹣1,
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2═+172.5kJ•mol﹣1,
盖斯定律计算①﹣②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5kJ⋅mol﹣1,
故答案为:﹣28.5kJ⋅mol﹣1;
(4)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,反应的离子方程式为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,
故答案为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;
(5)①用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4,同时生成氯化钾与水,反应的离子方程式为2Fe3++3ClO﹣+10 OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O,
故答案为:2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O;
②在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式依据高铁酸钾得到电子发生还原反应生成三氧化二铁写出,电荷守恒依据氢氧根离子配平得到正极电极反应为:2FeO42﹣+6e﹣+5H2O=Fe2O3+10OH﹣,
故答案为:2FeO42﹣+6e﹣+5H2O=Fe2O3+10OH﹣。
【点评】本题考查金属及化合物的性质、化学反应能量变化、电化学原理等,把握物质的性质、发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度中等。
18.(14分)三光气()广泛应用于有机合成和医药领域,易溶于有机溶剂,难溶于水,遇热水易分解,其制备原理为。
某兴趣小组在实验室模拟三光气的制备,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 三口(颈)烧瓶 。
(2)氯气的发生装置可选用如图中的 (填“A”、“B”或“C”),反应的离子方程式为 4H++2Cl﹣+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O 。
(3)如图装置依次连接的合理顺序为a→ de→bc→gf→bc →h(按气流方向用小写字母连接,装置可以重复使用)。
(4)装置F中CCl4的作用为 作溶剂,溶解碳酸二甲酯和氯气,使其充分接触,反应更充分 。
(5)反应结束后,从装置F中分离出三光气的实验操作为 蒸馏 。
(6)为监控NaOH溶液吸收尾气的情况,该兴趣小组在烧杯中事先滴加了几滴酚酞,反应一段时间后观察到溶液红色褪去。同学们对产生此现象的原因展开猜想,其中甲同学认为是反应产生的HCl与NaOH溶液发生中和反应使溶液碱性减弱,导致褪色;乙同学认为是多余的Cl2与NaOH溶液反应生成具有漂白作用的 NaClO (填化学式)使得溶液褪色。请你设计实验,探究乙同学的猜想是否正确 取少量吸收液,加入过量稀NaOH溶液,若溶液不再变为红色,则说明溶液褪色是因为被氧化,乙同学的猜想正确,若溶液又变回红色,乙同学的猜想不正确(或取少量吸收液,滴在有色布条上,若布条颜色变浅或褪色,证明含有次氯酸根,则乙同学猜想正确,若布条不褪色,则不含有次氯酸根,乙同学猜想错误) 。(简述实验操作、现象及结论)
【分析】根据题给信息及实验目的分析,首先需要制备氯气,可以用浓盐酸和二氧化锰加热的方法制备氯气,或是用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,生成的气体依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去氯气中的HCl和水,将氯气与碳酸二甲酯在三颈烧瓶中反应生成三光气,尾气用氢氧化钠溶液吸收,
(1)根据仪器特点可知仪器X的名称;
(2)欲用浓盐酸和MnO2反应制备氯气,应选用的装置为固液混合加热装置;或用浓盐酸与KMnO4反应制备氯气,可选用固液不加热装置;
(3)仪器连接的大致顺序应为制备气体→除去氯化氢→除水→合成→尾气处理,浓硫酸除水并防止空气中水蒸气进入;
(4)CCl4不参与反应,装置F中CCl4的作用为作溶剂;
(5)根据物质沸点不同可知;
(6)Cl2与NaOH反应生成具有漂白作用的是NaClO,根据NaClO的褪色原理进行设计。
【解答】解:(1)仪器X的名称为三口(颈)烧瓶,
故答案为:三口(颈)烧瓶;
(2)欲用浓盐酸和MnO2反应制备氯气,应选用的装置为固液混合加热装置,故选B,发生反应的离子方程式为4H++2Cl﹣+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O;或用浓盐酸与KMnO4反应制备氯气,可选用固液不加热装置,选A,发生反应的离子方程式为16H++10Cl﹣+2MnO4﹣=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,
故答案为:B;4H++2Cl﹣+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)仪器连接的大致顺序应为制备气体→除去氯化氢→除水→合成→尾气处理,浓硫酸除水并防止空气中水蒸气进入,所以上述装置依次连接的合理顺序为de→bc→gf→bc,
故答案为:de→bc→gf→bc;
(4)CCl4不参与反应,所以装置F中CCl4的作用为作溶剂,溶解碳酸二甲酯和氯气,使其充分接触,反应更充分,
故答案为:作溶剂,溶解碳酸二甲酯和氯气,使其充分接触,反应更充分;
(5)从装置F中分离出三光气的实验操作为蒸馏,
故答案为:蒸馏;
(6)Cl2与NaOH反应生成具有漂白作用的是NaClO,设计实验:取少量吸收液,加入过量稀NaOH溶液,若溶液不再变为红色,则说明溶液褪色是因为被氧化,乙同学的猜想正确,若溶液又变回红色,乙同学的猜想不正确(或取少量吸收液,滴在有色布条上,若布条颜色变浅或褪色,证明含有次氯酸根,则乙同学猜想正确,若布条不褪色,则不含有次氯酸根,乙同学猜想错误),
故答案为:NaClO;取少量吸收液,加入过量稀NaOH溶液,若溶液不再变为红色,则说明溶液褪色是因为被氧化,乙同学的猜想正确,若溶液又变回红色,乙同学的猜想不正确(或取少量吸收液,滴在有色布条上,若布条颜色变浅或褪色,证明含有次氯酸根,则乙同学猜想正确,若布条不褪色,则不含有次氯酸根,乙同学猜想错误)。
【点评】本题考查物质制备实验,充分利用题干信息件进行分析,题目侧重考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力,是无机物制备的常考题型,题目难度中等。
19.(14分)我市某企业对高砷高锡铅阳极泥进行脱砷处理,分离出锡铅废渣的同时制备了砷酸钠晶体(Na3AsO4•12H2O)。其工艺流程如下:
已知:ⅰ.砷在高砷高锡铅阳极泥中以单质形式存在;
ⅱ.砷酸钠晶体有毒性;
ⅲ.“浸出液”呈碱性,其主要成分为Na3AsO4和NaAsO2。
请回答下列问题:
(1)储存砷酸钠晶体时应张贴的危险品标志为 C 。(填选项字母)
(2)焙烧前需要将阳极泥与碳酸钠固体充分混合,其目的是 增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率 。
(3)用控制变量法探究焙烧温度和焙烧时间对砷的浸出率影响如图,则应选择的最佳焙烧温度和时间分别为 600℃、130min 。
(4)“焙烧”时生成Na3AsO4的化学方程式为 4As+6Na2CO3+5O24Na3AsO4+6CO2 。
(5)“氧化”过程中若使用H2O2作氧化剂,则发生反应的离子方程式为 H2O2+AsO2﹣+2OH﹣=AsO43﹣+2H2O 。
(6)“一系列操作”具体为 蒸发浓缩 、 冷却结晶 、过滤、洗涤、干燥。
(7)若m1kg的阳极泥(砷百分含量为ω)经过上述工艺流程最后制得m2kgNa3AsO4•12H2O晶体,则砷酸钠晶体的产率为 ×100 %。(用含有m1、m2的式子表示,产率═)
【分析】由信息及流程可知,阳极泥加碳酸钠定型后焙烧,主要发生4As+6Na2CO3+5O24Na3AsO4+6CO2,热水浸出后,“浸出液”呈碱性,其主要成分为Na3AsO4和NaAsO2,“氧化”过程中若使用H2O2作氧化剂,发生H2O2+AsO2﹣+2OH﹣=AsO43﹣+2H2O,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到砷酸钠晶体,以此来解答。
【解答】解:(1)砷酸钠晶体有毒性,储存砷酸钠晶体时应张贴的危险品标志为C,
故答案为:C;
(2)焙烧前需要将阳极泥与碳酸钠固体充分混合,其目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率,
故答案为:增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;
(3)由图可知,应选择的最佳焙烧温度和时间分别为600℃、130min,砷的浸出率大,
故答案为:600℃、130min;
(4)“焙烧”时生成Na3AsO4的化学方程式为4As+6Na2CO3+5O24Na3AsO4+6CO2,
故答案为:4As+6Na2CO3+5O24Na3AsO4+6CO2;
(5)“氧化”过程中若使用H2O2作氧化剂,则发生反应的离子方程式为H2O2+AsO2﹣+2OH﹣=AsO43﹣+2H2O,
故答案为:H2O2+AsO2﹣+2OH﹣=AsO43﹣+2H2O;
(6)“一系列操作”具体为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(7)若m1kg的阳极泥(砷百分含量为ω)经过上述工艺流程最后制得m2kgNa3AsO4•12H2O晶体,由As原子守恒可知砷酸钠晶体的产率为×100%=×100%,
故答案为:×100。
【点评】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度中等。
(二)选考题:共14分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。【选修3:物质结构与性质】(14分)
20.(14分)最新发现用聚乙二醇双丙烯酸酯纯化钙钛矿薄膜表面缺陷,能改善钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。
(1)已知乙二醇的结构简式为HOCH2CH2OH。
①乙二醇中三种元素电负性由强到弱的顺序为 O>C>H 。
②乙二醇能以任意比溶于水的微观原因为 乙二醇易与水形成分子间氢键 。
③乙二醇中碳原子和氧原子的杂化类型分别为 sp3 、 sp3 。
(2)基态钛原子核外电子排布式为 [Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2 ;同周期与其未成对电子数相等的基态原子还有 3 种。
(3)立方钙钛矿的晶胞结构如图。
①该晶胞的化学式为 CaTiO3 ;晶胞中Ca的配位数为 12 。
②晶胞中部分原子坐标为W(0,0,0),M(,,),N(,0,0),则X点的坐标为 (0,0,) 。
③若晶胞参数为apm,则该晶胞的密度为 g•cm﹣3。(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出代数式)
【分析】(1)①乙二醇中三种元素分别为H、C、O,通常非金属性越强,电负性越大;
②乙二醇易与水形成分子间氢键,所以能以任意比溶于水;
③乙二醇中碳和氧均以单键形式相连;
(2)钛原子序数为22,结合和外电子排布可知基态钛原子核外电子排布式;有2个未成对电子,同周期也有2个未成对电子的基态原子的外围排布式分别为3d84s2、4s24p2和4s24p4;
(3)①由晶胞结构可知:钙位于体心、钛位于顶点,则其个数为8×=1,氧位于棱边的中点,则其个数为×12=3,立方体晶胞共有12个边长,每条边长的中点是一个氧原子,共12个氧原子,包围着中心的钙离子;
②由晶胞结构及其他点的坐标分析可得X点的坐标;
③若晶胞参数为apm,则该晶胞的密度等于晶体的密度,ρ==。
【解答】解:(1)①乙二醇中三种元素分别为H、C、O,通常非金属性越强,电负性越大,电负性由强到弱的顺序为O>C>H,
故答案为:O>C>H;
②乙二醇易与水形成分子间氢键,所以能以任意比溶于水,
故答案为:乙二醇易与水形成分子间氢键;
③乙二醇中碳和氧均以单键形式相连,所以杂化类型均为sp3,
故答案为:sp3;sp3;
(2)钛原子序数为22,基态钛原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2;有2个未成对电子,同周期也有2个未成对电子的基态原子的外围排布式分别为3d84s2、4s24p2和4s24p4,即还有Ni、Ge和Se三种,
故答案为:[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2;3;
(3)①由晶胞结构可知:钙位于体心、钛位于顶点,则其个数为8×=1,氧位于棱边的中点,则其个数为×12=3,故晶胞的化学式为CaTiO3,立方体晶胞共有12个边长,每条边长的中点是一个氧原子,共12个氧原子,包围着中心的钙离子,Ca的配位数为12,
故答案为:CaTiO3;12;
②由晶胞结构及其他点的坐标分析可得X点的坐标为(0,0,),
故答案为:(0,0,);
③若晶胞参数为apm,则该晶胞的密度等于晶体的密度,ρ==,即为g•cm3,
故答案为:。
【点评】本题考查物质结构和性质,涉及晶胞结构及其计算、核外电子排布、杂化方式、第一电离能变化规律、化学键类型等,均为高频考点和高考常见题型,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力,需要学生具备扎实的基础,题目难度中等。
21.苯丙酸乙酯H()是一种重要的化工产品,常用作医药中间体,实验室制备苯丙酸乙酯的合成路线如下:
已知:RClRCNRCOOH(R表示羟基)
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 苯乙烯 ;B的结构简式为 。
(2)反应②的反应类型为 取代反应 。
(3)反应④需要的试剂及条件分别为 乙醇,浓硫酸、加热 。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)写出一种同时满足下列条件的D的同分异构体 或 。
ⅰ.苯环上含3个取代基;
ⅱ.既能发生银镜反应,又能发生水解反应;
ⅲ.核磁共振氢谱有4个吸收峰,峰面积之比为6:2:1:1。
(6)参照上述合成路线及信息写出以乙烯为原料制备丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)的合成路线: CH2=CH2ClCH2CH2ClNCCH2CH2CNHOOCCH2CH2COOH 。(无机试剂任选)
【分析】对比A、B的分子式可知,A与HCl发生加成反应生成B,结合D的结构简式可知A中含有苯环,故A为,结合给予的信息可知,B发生取代反应生成C,C发生水解反应生成D,故B为、C为,D与乙醇发生酯化反应生成H();由E的分子式、F与G的结构简式,可推知E为,G与氢气发生加成反应(或还原反应)生成H;
(6)乙烯与氯气发生加成反应生成ClCH2CH2Cl,然后与NaCN发生取代反应生成NCCH2CH2CN,最后在酸性条件下水解生成HOOCCH2CH2COOH。
【解答】解:(1)A为,A的化学名称为:苯乙烯,B的结构简式为,
故答案为:苯乙烯;;
(2)反应②是氯原子被﹣CN替代,反应类型为取代反应,
故答案为:取代反应;
(3)反应④是D与乙醇发生酯化反应,需要的试剂及条件分别为:乙醇,浓硫酸、加热,
故答案为:乙醇,浓硫酸、加热;
(4)反应⑤的化学方程式为:,
故答案为:;
(5)一种同时满足下列条件的D的同分异构体:ⅰ.苯环上含3个取代基;ⅱ.既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有甲酸形成的酯基,ⅲ.核磁共振氢谱有4个吸收峰,峰面积之比为6:2:1:1,说明存在对称结构且含有2个甲基,可能的结构简式为:、,
故答案为:或;
(6)乙烯与氯气发生加成反应生成ClCH2CH2Cl,然后与NaCN发生取代反应生成NCCH2CH2CN,最后在酸性条件下水解生成HOOCCH2CH2COOH,合成路线流程图为:CH2=CH2ClCH2CH2ClNCCH2CH2CNHOOCCH2CH2COOH,
故答案为:CH2=CH2ClCH2CH2ClNCCH2CH2CNHOOCCH2CH2COOH。
【点评】本题考查有机物的推断与合成,充分利用有机物结构简式与分子式进行分析判断,熟练掌握官能团的性质与转化,是对有机化学基础的综合考查。
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日期:2021/11/7 11:23:57;用户:赵永亮;邮箱:15239401044;学号:31392014
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